Nowa teoria fizyczna wyjaśnia anomalie Teleskopu Webba

W świecie astrofizyki zawrzało. Zespół naukowców pod kierownictwem prof. Cosmina Ilie z Colgate University opublikował przełomowe badania, które mogą raz na zawsze zakończyć debatę na temat tzw. kryzysu kosmologicznego. Od momentu uruchomienia Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) astronomowie drapali się w głowy, widząc w młodym Wszechświecie obiekty, które teoretycznie nie miały prawa istnieć.

UHZ1, rekordowa galaktyka odległa o 13,2 miliarda lat świetlnych, widziana, gdy wszechświat miał zaledwie 3% swojego obecnego wieku. UHZ1 jest zagadkowa, ponieważ kryje w sobie supermasywną czarną dziurę, która nie mogła być zaszczepiona nawet przez zwykłe gwiazdy, biorąc pod uwagę jej masę i bardzo mało czasu na wzrost czarnej dziury. W związku z tym uważa się, że UHZ1 jest dowodem na istnienie supermasywnych gwiazd, które — po zapadnięciu się — generują supermasywną czarną dziurę zasilającą kwazar w swoim centrum. Źródło: promieniowanie rentgenowskie: NASA/CXC/SAO/Ákos Bogdán; podczerwień: NASA/ESA/CSA/STScI; Przetwarzanie obrazu: NASA/CXC/SAO/L. Frattare i K. Arcand

Najnowsza praca, współtworzona przez słynną fizyczkę Katherine Freese z UT Austin, sugeruje, że to, co braliśmy za niemożliwe galaktyki, w rzeczywistości może być pojedynczymi, olbrzymimi obiektami zwanymi ciemnymi gwiazdami (Dark Stars).

Czym są Ciemne Gwiazdy?

Wbrew nazwie, ciemne gwiazdy są jednymi z najjaśniejszych obiektów w kosmosie. To hipotetyczne gwiazdy, które mogły formować się tuż po Wielkim Wybuchu. Różnią się one od naszego Słońca źródłem energii. Zamiast fuzji jądrowej (łączenia atomów wodoru), są zasilane przez anihilację ciemnej materii.

W gęstym, wczesnym Wszechświecie cząstki ciemnej materii (WIMP-y) mogły gromadzić się wewnątrz pierwszych obłoków gazu. Uwalniana podczas ich zderzeń energia powstrzymywała gaz przed zapadnięciem się w normalną gwiazdę, tworząc zamiast tego olbrzymi, napuchnięty obłok o średnicy całego Układu Słonecznego i masie miliona Słońc. Taki obiekt świeciłby miliardy razy mocniej niż jakakolwiek znana nam gwiazda.

Trzy pieczenie na jednym ogniu

Dlaczego ta teoria jest tak ekscytująca właśnie teraz? Ponieważ ciemne gwiazdy idealnie tłumaczą trzy anomalie odkryte przez Teleskop Webba, które do tej pory spędzały sen z powiek naukowcom:

**1. Zagadka Błękitnych Potworów (Blue Monsters)**

JWST odkrył na krańcach Wszechświata obiekty, które wyglądają jak galaktyki, ale są niezwykle małe, zwarte i szokująco jasne. Nazwano je Błękitnymi Potworami. Standardowe modele nie potrafią wyjaśnić, jak tak wiele gwiazd mogło powstać w tak małej przestrzeni w tak krótkim czasie.

Rozwiązanie? Błękitny Potwór to nie galaktyka. To jedna, supermasywna ciemna gwiazda. Jej blask jest tak potężny, że z odległości miliardów lat świetlnych mylimy ją z całym skupiskiem gwiazd.

**2. Tajemnica małych czerwonych kropek (Little Red Dots)**

Kolejną zagadką są obiekty wyglądające na bardzo czerwone i zwarte, co sugerowałoby obecność starych gwiazd lub pyłu tam, gdzie nie powinno ich jeszcze być. Model ciemnych gwiazd przewiduje istnienie takich obiektów – ich specyficzna temperatura i otoczka gazowa mogą idealnie imitować sygnatury małych czerwonych kropek.

3. Skąd wzięły się supermasywne czarne dziury?

To chyba najważniejszy punkt. Widzimy kwazary z gigantycznymi czarnymi dziurami już 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu. W normalnym scenariuszu czarna dziura nie zdążyłaby tak urosnąć.

Ciemne gwiazdy oferują drogę na skróty. Gdy ciemna gwiazda w końcu wypali swoje paliwo z ciemnej materii, zapada się grawitacyjnie, tworząc od razu czarną dziurę o masie miliona Słońc. To gotowe nasiono, które błyskawicznie staje się supermasywnym potworem.

Czy mamy dowód? Kandydat JADES-GS-z13-0

Najbardziej sensacyjną częścią styczniowej publikacji jest analiza konkretnego obiektu: JADES-GS-z13-0. Naukowcy wskazują, że w jego widmie (świetle rozszczepionym na barwy składowe) widać ślady helu, które pasują do modelu ciemnej gwiazdy, a nie typowej galaktyki. Jeśli przyszłe obserwacje potwierdzą obecność tzw. linii absorpcyjnej helu II, będziemy mieli dymiący pistolet – pierwszy dowód na istnienie nowej formy materii.

Rok 2026 zaczyna się od trzęsienia ziemi w kosmologii. Być może właśnie patrzymy na Wszechświat zupełnie nowymi oczami.

Źródła informacji:

Phys.org: „Dark stars can help solve three burning mysteries of the high-redshift universe” (Jan 9, 2026).
Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS): C. Ilie, J. Paulin, K. Freese (2026).
Space Telescope Science Institute: Dane z programu JADES.

Opracowanie: Agnieszka Nowak